Application of laminated vierendeel truss in high-position transfer story structure

To meet the demands for large space and flexible compartmentation ofbuildings, laminated vierendeel trasses are adopted in high-position transfer story structures.First the bearing characteristics are analyzed, in which reasonable stiffness ratio of the upperchord, middle chord, and lower chord is derived. Then combined with an actual engineering model (1:8similar ratio), the static loading and pseudo-dynamic tests of two models for laminated vierendeeltrass used in transfer story structures are conducted, in which one model adopts reinforcedconcrete, and the other adopts prestressed concrete and shape steel concrete. Seismic behaviors areanalyzed, including inter-story displacement, base shear-displacement skeleton curves, andequivalent viscosity-damping curves. A program is programmed to carry out the elasto-plastic dynamicanalysis, and displacement time-history curves of the two models are derived. The test and analysisresults show that the laminated vierendeel trass with prestressed concrete and shape steel concretehas excellent seismic behaviors. It can solve the disadvantages of laminated vierendeel trussesused in transfer story structures. Finally, some design suggestions are put forward, which can bereferenced by similar engineering.

装配式双拼槽钢-混凝土开孔组合梁试验研究

装配式建筑行业渗透率不断提升,针对装配式工业化的需求,提出了一种新型装配式双拼槽钢-混凝土开孔组合梁(DCCP),由高强螺栓连接装配模块形成,实现完全干式连接,兼具节省钢材、便于敷设管道及增大建筑使用空间等优点.对具有腹板圆形开孔的DCCP和4根不同腹板圆角矩形开孔长度的DCCP进行了静力弯曲试验,探究了腹板开孔长度对组合梁受弯性能的影响,分析了试验梁的破坏模式,跨中挠度、应变、平面外位移、界面滑移随荷载变化规律,提出了DCCP极限承载力的理论计算模型.结果表明:腹板开孔长度对组合梁的力学性能有显著的影响,腹板开圆孔的组合梁表现为槽钢翼缘屈服失效,混凝土板在跨中压碎即弯曲破坏,而腹板开长圆角矩形孔的组合梁因腹板开孔处四角产生塑性铰和开孔处高弯矩端对应位置的混凝土板压溃而发生空腹破坏(Vierendeel mechanism failure);腹板开孔长度由150 mm增加到900 mm时,组合梁的承载力和延性分别降低了20%和23%;具有腹板开孔的DCCP平均延性系数值为8;高强螺栓约束下的装配模块间分离微乎其微,整体协同工作性能良好.钢梁与混凝土板间最大滑移为0.34 mm,新型组合梁采用的钢板连接件可有效传递钢梁和混凝土板间的纵向剪力,实现完全抗剪连接件.用本文理论模型计算的极限承载力与试验结果吻合良好,误差小于5%.

阿里巴巴上海总部类巨型框架超限结构设计

阿里巴巴上海总部大厦采用了类巨型框架结构体系,主要结构构件均采用了钢结构。系统介绍了塔楼超限结构设计的概况,并针对本项目类巨型框架的结构特点和难点进行了阐述。针对塔楼整体结构的不规则性,提出了结构设计的抗震性能目标和抗震加强措施。结构的整体分析结果表明,结构整体指标和抗震性能均能满足既定的设计要求。对特殊及关键的结构部位进行了计算和分析,确保了构件和节点的可靠性及其在整体结构中关键作用。

叠加空腹桁架的钢-钢骨混凝土组合转换桁架设计分析与监测

针对某上弦为钢骨构件、腹杆及下弦为型钢的钢-钢骨混凝土组合转换桁架结构,采用PKPM软件对组合转换桁架和其上空腹桁架进行了多个整体模型的弹性对比分析及静力推覆分析。结果表明,施工模拟方式、楼面板刚度模拟方式、混凝土空腹桁架构件徐变、中大震下出铰情况对转换桁架和空腹桁架分担的转换荷载计算值均有较大影响,相关因素应予包络、准确地考虑。对多个子结构组合而成的结构体系,应明晰各子结构在整体中发挥的作用,以及各子结构在相关因素变动情况下的定量变化情况,以保证各子结构性能稳定性和整体结构的安全。工程施工阶段监测表明,叠加空腹桁架的组合转换桁架结构变形及构件应变基本与设计预期相符,转换结构安全合理。

济南某复杂综合体结构设计难点研究

济南某复杂综合体项目由两座约90m高塔楼+大底盘商业裙房+低区U形幕墙+高区拱形连桥组成,高区连体建筑采用铅芯橡胶隔震支座与塔楼相连,低区采用两端固定铰支座与塔楼相连,为大底盘多塔复杂连体结构。塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,高区拱形连桥采用钢结构空腹桁架结构体系,低区U形幕墙采用劲性索体系。针对工程特点,着重阐述了大底盘裙房不分缝可行性及低、高区弱连体的合理支座形式,提出了采用两端固定铰U形劲性索的弱连体新形式。结果表明:低区U形幕墙采用两端固定铰连接形式,高区连桥采用铅芯橡胶隔震支座连接形式均能较好地实现弱连接,保证塔楼和连桥的抗震性能。

赣州西站站房钢结构分析与设计

赣州西站是京港高速铁路在赣州市内最大的高铁站,建筑造型新颖。为契合建筑造型,上部钢结构具有大跨、异形、节点复杂、超高穿层柱等特点,通过结构整体分析、钢结构极限承载力分析、正面钢结构屈曲分析、复杂节点有限元分析和穿层柱分析等方法,采用在空腹桁架的平面外设置钢拉索,超高穿层柱设计空间钢网格结构关键节点等措施确保结构设计的可靠性。结果表明钢拉索可有效保证空腹桁架的平面外稳定性;弹性、弹塑性全过程屈曲分析表明,屋盖安全系数均大于2.0,屋盖钢结构极限和稳定承载力满足设计要求;铸钢节点在罕遇地震作用下仍处于弹性状态,满足性能设计要求;铸钢球关键节点有效解决穿层柱超高问题,进一步提高了穿层柱的稳定和极限承载能力。

南京市中心医院综合楼原址新建项目单侧大悬挑超限高层结构设计

南京市中心医院综合楼原址新建项目用地狭小、高度受限且基底面积被周边地下室挤占,采用了单侧大悬挑的结构体型。在充分考虑造价和施工可行性的前提下,经分析对比,得出以下结论:高层建筑大悬挑部位可采用具有结构高度小、不影响室内空间、安装方便等优点的钢结构叠层空腹桁架;通过对空腹桁架进行合理的子结构拆分,在竖腹杆中间设置可锁紧滑动节点,可实现空腹桁架的无支架施工并消除楼层间由施工次序引起的不均匀内力;空腹桁架叠层较多时,由支承柱竖向变形引起的次内力不能忽略;为解决新建项目与周边既有地下室间距离很近的问题,可采用高承载力后注浆钻孔灌注桩、地下室外墙单面立模、拔除周边地下室基坑支护桩等措施;低烈度区钢筋混凝土框架-剪力墙结构的地震损伤主要发生在连梁部位,采用可更换钢连梁有利于实现结构中震正常使用的性能目标。

双竖杆空腹桁架的刚度及经济性分析

为了满足空腹桁架实际工程需要,改善空腹桁架结构刚度及经济性,提出了一种双竖杆空腹桁架结构。推导了双竖杆空腹桁架等效惯性矩和等效剪切刚度的计算公式,通过刚度分析确定了双竖杆间距的合理取值。通过有限元参数化分析,验证了等效刚度计算公式的可靠性。在用钢量相同的条件下与传统空腹桁架进行静力性能对比分析,结果表明:双竖杆空腹桁架的等效剪切刚度提高0%~40%,上下弦弯矩和剪力分别减小35.3%和7.2%;腹杆弯矩和剪力减小39%。采用基于响应面法的结构优化设计方法对传统空腹桁架与双竖杆空腹桁架进行优化后对比分析,结果表明:在挠度、最大应力和型钢宽厚比满足规范的条件下,双竖杆空腹桁架少用钢材1.1 t,节省用钢量17.5%;双竖杆空腹桁架结构高度更低,空腹部分及楼层有效空间更大;双竖杆空腹桁架的整体结构刚度、内力分布和技术经济性均优于传统空腹桁架,具有很好的工程应用前景。

某带空腹桁架的科研楼结构设计

该结构采用框架-剪力墙结构体系,该项目存在竖向抗侧力构件不连续、楼板局部不连续、扭转不规则特点。针对项目扭转不规则,设置了屈曲约束支撑,取得了较好的抗扭转效果。针对竖向抗侧力构件不连续,同时为实现通高大堂,在4层设置了空腹桁架;基于“强化转换层及其下部,相对弱化转换层上部”的设计思想,定量给出了空腹桁架控制指标和内力调整措施。空腹桁架下弦杆采用了预应力型钢混凝土梁的设计,给出了该梁的抗弯、抗剪计算公式。

智能化坡面行走式钻机架在路基锚杆框架梁施工中的发展与应用前景

智能化坡面行走式钻机架作为一种先进的施工设备,在路基锚杆框架梁的建设中展现出巨大的潜力。本文深入探讨了该设备的设计特点、技术优势及其在实际施工中的应用效果。特别强调了其智能化控制系统和适应复杂地形的能力,这在提高施工效率、降低成本方面起到了关键作用。本文还详细分析了在推广应用过程中遇到的挑战及其解决策略,预测了智能化坡面行走式钻机架在未来路基锚杆框架梁施工中的应用前景,指出其将对建筑行业,特别是复杂地形施工领域产生深远影响。

某带悬挑复杂连体办公楼结构设计与分析

某办公楼为复杂连体结构,局部带大跨度悬挑,同时存在扭转不规则、构件不连续、尺寸突变和承载力突变等多项不规则。采用基于性能化的抗震设计方法,设计时根据构件的重要性采取不同的性能目标,对结构分别进行了小震反应谱、小震弹性时程、中震性能设计、大震弹塑性时程等系列分析,并采取了相应的加强措施;考虑到连接体、悬挑结构的重要性,对结构的关键位置补充了楼板应力、楼板舒适度、施工阶段模拟、防连续倒塌等专项分析。各项分析结果表明,结构整体及各构件的抗震性能均能达到预期目标,结构安全可靠。

交错桁架结构设计要点

济南历下文体档案中心项目设计中,为实现大跨空间上方多层建筑功能,采用了一种建筑布置灵活,结构体系经济合理,施工可靠高效的结构体系,即交错桁架结构体系。首先介绍了交错桁架结构体系的特点以及本项目的工程概况,结合建筑功能,创新性的将交错桁架体系用于高层大跨度结构设计中,充分利用交错桁架的优点,使结构体系与建筑功能高度匹配。然后以历下文体档案中心为例,对比了同层桁架与交错桁架两种转换方案,在楼层刚度比、受剪承载力比等整体指标,以及罕遇地震下层间位移角、构件性能等方面的差异。对于交错桁架结构,介绍了减轻桁架区域楼板应力的措施,减轻空腹桁架效应的措施,以及精细化施工模拟分析的必要性,为类似工程的设计提供参考。

装配式双拼槽钢开孔组合梁受弯性能试验及挠度计算

提出一种新型装配式双拼槽钢开孔组合梁,以钢梁腹板开孔长度为参数,设计4根开孔组合梁和1根实腹组合梁,进行静力性能试验,研究开孔形式对各试件破坏模式、延性、界面滑移、截面剪力分布以及整体工作性能的影响。基于空腹桁架理论,提出考虑剪切变形、洞口处剪力次弯矩局部变形的双拼槽钢开孔组合梁挠度计算方法。研究结果表明:新型装配式双拼槽钢开孔组合梁具有良好的整体工作性能;圆形开孔时组合梁表现为弯曲破坏,修圆矩形开孔时组合梁表现为空腹破坏(vierendeel mechanism);开孔形式对双拼槽钢组合梁的刚度和承载力影响显著;与实腹梁相比,圆形开孔时组合梁初始刚度下降12%,极限承载力下降10%;而开孔长度为900 mm的修圆矩形开孔组合梁初始刚度下降60%,极限承载力下降27%;腹板开孔提高了双拼槽钢组合梁的延性,而修圆矩形开孔组合梁与圆形开孔组合梁相比延性略降低;开孔可提高混凝土板抗剪贡献,随着开孔长度增大,各试件混凝土板承担截面总剪力的24%~28%;采用的双拼槽钢开孔组合梁挠度计算方法所得理论值与试验值吻合良好。

大跨度正交正放与正交斜放空腹夹层板力学性能对比分析

为对比正交正放与正交斜放空腹夹层板性能的差异,基于ANSYS、SAP2000建立大量模型,分析边梁截面尺寸、表层板厚度、上肋和下肋截面尺寸、结构长跨比对两者刚度的影响,层高对结构频率的影响以及基于变换荷载路径法对两者的抗连续性倒塌性能分析。结果表明:边梁截面尺寸与混凝土表层板厚度的增加可以明显地提升结构刚度;上、下肋截面高度为主要影响结构刚度的参数且截面尺寸增大可以提升结构刚度;结构的长跨比大于1.5时,选用正交斜放的放置形式更好;高层建筑中正交斜放空腹夹层板的自振频率更具优势;正交斜放空腹夹层板的抗连续性倒塌能力更优秀;正交斜放空腹夹层板的刚度从多个方面优于正交正放空腹夹层板。

角柱失效下不等跨RC空间梁-柱子结构抗连续倒塌机理研究

本文通过角柱失效下钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)空间梁-柱子结构的Pushdown加载试验及其精细化有限元模型,对不等跨RC空间梁-柱子结构在角柱失效工况下的抗连续倒塌性能进行研究。基于所建立的有限元模型对不等跨RC空间梁-柱子结构的抗力机制等进行更深入的分析,探究了角柱上部水平约束、角柱节点配箍率和空间效应对不等跨RC空间梁-柱子结构抗连续倒塌性能的影响。研究结果表明,角柱失效工况下的不等跨RC空间梁-柱子结构不能有效发展悬链线机制而主要依靠梁机制抵抗倒塌,且空腹机制抗力的贡献不可忽略。角柱上部水平约束的增强,会提高第一峰值荷载,但是同时会导致角柱节点承受更高的剪应力从而提早发生剪切破坏。角柱节点配置一定量箍筋后会延迟和减轻角柱节点发生剪切破坏,从而提高结构的抗连续倒塌能力。对于角柱失效工况,空间效应不能通过简单叠加两个方向的平面框架抗力进行计算,因为空间效应三维剪应力作用会加速角柱节点发生剪切破坏。

双向退台“悬空”建筑结构设计及关键技术研究

宕口酒店依山而建,位于旧有采石场开挖后遗存台地。建筑正立面呈双向退台造型,与后方山体轮廓线基本保持一致。主塔楼以7层为界,上下两组楼层分别呈南北和东西向布置,总体呈T形平面。利用楼电梯间隔墙设置5个钢筋混凝土筒体,构建“多塔+连体+长悬臂”的框架-剪力墙结构。针对塔楼整体性偏弱特点,合理设置抗震缝以简化结构体系;东西侧端跨各增设一段联肢墙,增强整体抗扭刚度;增加走廊区域楼板宽度;调整筒体内楼梯间布置,以实现东西向框架梁得以贯通设置;位于7层错层区域改为坡屋面等,以上措施能实现弱化平面和立面布置的不规则程度,增强塔楼整体性的综合效应。计算分析表明,靠近端跨的筒体对抗扭刚度贡献起控制性作用。大震弹塑性对比分析表明,位于后方山体边跨柱底设置隔震支座对降低框架柱损伤程度有明显作用,且对相邻墙肢损伤影响程度有限。

V形柱支撑大跨度叠层空腹桁架结构设计

湖南东方红建设集团科技创新中心项目1#办公楼采用框架-剪力墙结构体系,为V形柱支撑大跨度叠层空腹桁架的复杂受力结构,较多地采用了型钢混凝土或钢结构构件。为了实现建筑的悬浮效果和良好的室内净高要求,在36m大跨度区域采用了型钢混凝土叠层空腹桁架,仅在不影响建筑使用功能的桁架底层端部设置了斜腹杆,提高空腹桁架的受力性能和材料利用率。重点论述了结构选型和针对薄弱环节的加强措施,对关键构件和节点进行了详细分析。结果表明:结构受力合理,能够实现多道设防的抗震性能目标,大震作用下关键构件保持弹性或不屈服,关键节点构造合理,结构安全度高,有足够的安全储备。

带弧形空腹桁架的钢框架-支撑结构设计

白鹭湾湿地段L5林盘建筑采用带弧形悬挑空腹桁架的钢框架-支撑结构。通过弧形空腹桁架受力特点及三种桁架体系的对比分析,确定了内、外环弧形空腹桁架间设置竖向人字形支撑的悬挑桁架结构形式。多遇地震下的弹性时程分析得到的楼层位移、最大层间位移角及楼层剪力均与反应谱分析的结果较吻合,验证了采用反应谱法能够满足施工图设计要求。通过罕遇地震下的弹塑性时程分析,对基底剪力、弹塑性层间位移角、构件承载力进行了复核,结果表明,整体结构在罕遇地震下表现出较好的抗震性能,能够满足预设性能目标。针对大跨度悬挑区域,进行了楼板舒适度分析,结果表明,结构设计满足舒适度要求。

上海静安区某超高层塔楼大悬挑结构设计

静安区某超高层办公塔楼,屋面高度160m,屋面以上设置约20m高的钢结构塔冠。采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构体系。建筑方案设计在26~27层设置大悬挑观光平台,拟通过悬挑空腹桁架的结构方案予以实现。从结构设计角度针对大悬挑结构进行重点分析,并结合抗震性能目标进行构件验算。结合空腹桁架传力机理分析,对大悬挑结构相关区域考虑竖向地震作用,并进行舒适度分析、防连续倒塌分析及节点有限元分析。通过本文的分析,确保本项目大悬挑空腹桁架结构设计的安全性和舒适性,同时总结出大悬挑结构的设计要点。

天音大厦超限高层结构设计

天音大厦项目A座和C座塔楼,因立面复杂、造型独特,存在大悬挑和多项结构不规则。根据建筑功能的需要,确定合理的结构形式,采用SATWE、MIDAS Building软件对结构在多遇地震和风荷载作用下进行计算分析,采用SAUSAGE软件对结构在罕遇地震作用下进行计算分析,得到了振型周期、层间位移角、楼板应力、楼盖舒适度、构件挠度、关键构件受力性能等重要的分析结果。结果表明:A座采用悬挑空腹桁架和斜柱转换,C座采用悬挑桁架的结构形式,传力路径明确,结构计算各项指标满足规范要求,结构设计合理、安全、可靠。